Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất

1. Phương pháp giải:

1.1. Dạng 1 – Tính phần trăm khối lượng các nguyên tố khi biết khối lượng của hợp chất:

Nếu có m là khối lượng của một hợp chất A_xB_y , ta có thể tính khối lượng của nguyên tố A theo công thức sau:

%m_A = (x.M_A)/(M _{hợp chất}). m _{hợp chất}

%m_B = (x.M_B)/(M _{hợp chất}). m _{hợp chất}

Sau đó tính phần trăm khối lượng các nguyên tố:

 %m_A = m_A/(m_{hợp chất}) x 100%.

%m_B = m_B/(m_{hợp chất}) x 100%. 

1.2. Dạng 2 – Tính phần trăm khối lượng các nguyên tố khi biết công thức của hợp chất:

Khi biết công thức của hợp chất đã cho, ta có thể tính thành phần phần trăm dựa vào khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất đó với những bước sau:

Bước 1: Tính khối lượng mol của hợp chất A_xB_y:

Bước 2: Tính số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có chứa trong 1 mol hợp chất AxBy: 1 mol phân tử A_xB_y có: x mol nguyên tử A và y mol nguyên tử B.

– Khối lượng các nguyên tố chứa trong 1 mol hợp chất A_xB_y.

m_A = x.M_A

m_B = y.M_B

– Phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất:

 %m_A = m_A/(m_{hợp chất}) x 100%.

%m_B = m_B/(m_{hợp chất}) x 100%. 

hoặc: m_B = 100 – m_A

1.3. Dạng 3 – Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất A_xB_yC_z:

Cách 1. (Tương tự cách 2 đã nêu trên)

– Tìm khối lượng mol của hợp chất

– Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất rồi tính khối lượng

– Tìm thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất

Cách 2. Xét công thức hóa học: A_xB_yC_z

 %A = x.M_A/(M_{hợp chất}) x 100%.

%B = y.M_B/(M_{hợp chất}) x 100%. 

%C = z.M_C/(M_{hợp chất}) x 100%. 

Hoặc %C = 100% – (%A + %B)

2. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố có trong hợp chất KNO₃

Lời giải:

+ Khối lượng mol của hợp chất: M_KNO3 = 39 + 14 + 16.3 = 101 gam/mol

+ Trong 1 mol KNO₃ có: 1 mol nguyên tử K; 1 mol nguyên tử N và 3 mol nguyên tử O

+ Thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố là:

%m_K = 39/101 x 100% = 36,8%

%m_N = 14/101 x 100% = 13,8%

%m_O = 16×3/101 x 100% = 47,6% hoặc %m_O = 100% – (36,8% + 13,8%) = 47,6%

Ví dụ 2: Một hợp chất có công thức hóa học C₆H₁₂O₆. Hãy cho biết:

a) Khối lượng mol của hợp chất đã cho.

b) Thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố có trong hợp chất.

Lời giải:

a) Khối lượng mol của hợp chất:

M_C6H12O6 = 12.6 + 1.12 + 16.6 = 180 g/mol

b) Thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố có trong hợp chất:

%m_C = 12×6/180 x 100% = 40%

%m_H = 12/180 x 100% = 6,7%

%m_O = 100% – (40% + 6,7%) = 53,3%

Ví dụ 3: Cho hai quặng sắt sau: hematit (Fe₂O₃), manhetit (Fe₃O₄). Quặng nào chứa hàm lượng sắt cao hơn?

Lời giải:

– Hematit (Fe₂O₃):

+ M_Fe2O3 = 56.2 + 16.3 = 160 g/mol

+ Trong 1 mol Fe2O3 có: 2 mol nguyên tử Fe

+ %m_Fe(trong Fe₂O₃) = 56×2/160 x 100% = 70%

– Manhetit (Fe₂O₃):

+ M_Fe3O4 = 56.3 + 16.4 = 232 g/mol

+ Trong 1 mol Fe₃O₄ có: 3 mol nguyên tử Fe

+ %m_Fe(trong Fe₃O₄) = 56×3/232 x 100% = 72,4%

Vậy quặng manhetit (Fe₃O₄) chứa hàm lượng sắt cao hơn

3. Bài tập vận dụng:

Câu 1: Cho hợp chất C₂H₅OH. Số nguyên tử H có trong hợp chất là:

A. 1

B. 5

C. 3

D. 6

Lời giải:

Đáp án D

Trong hợp chất C₂H₅OH có 5 + 1 = 6 nguyên tử H

Câu 2: Tính thành phần phần trăm khối lượng của nguyên tố K có trong phân tử K₂CO₃

A. 56,502%

B. 56,52%

C. 56,3%

D. 56,56%

Lời giải:

Đáp án B

M_K2CO3 = 39.2 +12.1 +16.3 = 138 g/mol

Trong 1 mol K₂CO₃ có: 2 mol nguyên tử K

%m_K = 19×2/138 x 100% = 56,52%

Câu 3: Thành phần phần trăm khối lượng của nguyên tố Na có trong Na₃SO₄ là:

A. 25%.

B. 32,39%.

C. 31,66%.

D. 38%.

Lời giải:

Đáp án B

M_Na2SO4 = 23.2 +32.1 +16.4 = 142 g/mol

Trong 1 mol Na₂SO₄ có: 2 mol nguyên tử Na

%m_Na = 23×2/142 x 100% = 32,39%

Câu 4: Tính thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố Mg có trong 1 mol MgO?

A. 60%

B. 40%

C. 50%

D. 45%

Lời giải:

Đáp án A

M_MgO = 24.1 + 16.1= 40 g/mol

Trong 1 mol MgO có: 1 mol nguyên tử Mg

%m_Mg = 24×1/40 x 100% = 60%

Câu 5: Thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố Fe có trong hợp chất Fe₂O₃ là:

A. 70%

B. 30%

C. 40%

D. 60%

Lời giải:

Đáp án A

M_Fe2O3 = 56.2 + 16.3 = 160 g/mol

Trong 1 mol Fe₂O₃ có: 2 mol nguyên tử Fe

%m_Fe = 56×2/160 x 100% = 70%

Câu 6: Khối lượng của mỗi nguyên tử Al và O có trong 30,6 gam Al₂O₃ là:

A. 16 gam và 14,6 gam.

B. 14,4 gam và 16,2 gam.

C. 16,2 gam và 14,4 gam.

D. 14,6 gam và 16 gam.

Lời giải:

Đáp án C

M_Al2O3 = 2.27 + 16.3 = 102 g/mol

Số mol Al₂O₃ là: n_Al2O3 = m Al2O3/M Al2O3 = 30,6/102 = 0,3 mol

Trong 1 mol Al₂O₃ có 2 mol nguyên tử Al và 3 mol nguyên tử O

=> trong 0,3 mol Al₂O₃ có 0,3.2 = 0,6 mol nguyên tử Al và 0,9 mol nguyên tử O

Khối lượng nguyên tử Al là: 0,6.27 = 16,2 gam

Khối lượng nguyên tử O là: 0,9.16 = 14,4 gam

Câu 7: Tính khối lượng Al₂O₃ biết số mol Al có trong hợp chất là 0,6 mol?

A. 30,6 gam

B. 31 gam

C. 29 gam

D. 11,23 gam

Lời giải:

Đáp án A

Trong 1 mol Al₂O₃ có 2 mol nguyên tố Al

Mà số mol Al có trong hợp chất là 0,6 mol → n_Al2O3 = 0,3 (mol)

Khối lượng Al₂O₃ là: m_Al2O3 = 0,3.(27.2+16.3) = 30,6 g

Câu 8: Tính khối lượng của Fe trong 92,8 g Fe₃O₄

A. 67,2 gam

B. 25,6 gam

C. 80 gam

D. 10 gam

Lời giải:

Đáp án A

M_Fe3O4 = 56.3 + 16.4 = 232 g/mol

n_Fe3O4 = m Fe3O4 / M Fe3O4 = 92,8/232 = 0,4 mol

Trong 1 mol Fe₃O₄ có 3 mol nguyên tử Fe

→ Trong 0,4 mol Fe₃O₄ có n_Fe = 3.0,4 = 1,2 mol

Khối lượng của Fe: m_Fe = 1,2.56 = 67,2 g

Câu 9: Tỉ số về số mol của các nguyên tố C, H, O có trong C₃H₆O₂ là:

A. 3 : 6 : 2

B. 1 : 3 : 1

C. 36 : 6 : 32

D. 12 : 6 : 16

Lời giải:

Đáp án A

Trong 1 mol C₃H₆O₂ có: 3 mol nguyên tử C, 6 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

=> tỉ số về mol của các nguyên tố là: 3 : 6 : 2

Câu 10: Tính tỉ số về khối lượng giữa các nguyên tố Ca, O, H trong hợp chất Ca(OH)₂?

A. 40 : 32 : 3

B. 20 : 16 : 1

C. 10 : 8 : 1

D. 40 : 16 : 2

Lời giải:

Đáp án B

Trong 1 mol Ca(OH)₂ có: 1 mol nguyên tử Ca, 2 nguyên tử O và 2 nguyên tử H

=> khối lượng của Ca là: m_Ca = n_Ca . M_Ca = 1.40 = 40 gam

Khối lượng của O là: m_O = n_O . M_O = 2.16 = 32 gam

Khối lượng của H là: m_H = n_H .M_H = 2.1 = 2 gam

=> tỉ số khối lượng giữa các nguyên tố là: 40 : 32 : 2 = 20 : 16 : 1

Câu 11: Trong các hợp chất sau, hợp chất nào có hàm lượng Cu cao nhất: CuO, Cu₂O, CuSO₄.5H₂O, Cu(OH)₂, CuCl₂?

Lời giải:

Cu₂O

• CuO

%Cu = 64/(64 +16).100 = 80%

• CuS₂

%Cu = 64/(64 + 32.2).100 = 50%

• CuS

%Cu = 64/(64 + 32).100 = 66,67%

• CuSO₃

%Cu = 64/(64 + 32+16.3).100 = 44,44%

• CuSO₄

%Cu = 64/(64 + 32 + 16.4).100 = 40%

Cu₂O

%Cu = 64.2/(64.2+16).100 = 88,89%

⇒ Cu₂O nhiều đồng nhất

Câu 12: So sánh thành phần phần trăm khối lượng Fe có trong 2 loại quặng sau: quặng Inmenit FeTiO₃ và quặng Hematit Fe₂O₃.

Lời giải:

Quặng Inmenit có %Fe = .100% = 36,84%

Quặng hematit có %Fe = .100% = 70%

Quặng Hematit có thành phần phần trăm khối lượng Fe nhiều hơn so với quặng Inmenit

Câu 13: Một người làm vườn đã dùng 250 gam NH₄NO₃ để bón rau.

a) Tính thành phân phần trăm của nguyên tố dinh dưỡng trong phân bón.

b) Tính khối lượng của nguyên tố dinh dưỡng bón cho ruộng rau.

Lời giải:

a) Thành phần phần trăm khối lượng của N trong NH₄NO₃ bằng:

%N = 28/80 x 100% =35 %

b) Khối lượng của nguyên tố dinh dưỡng bón cho ruộng rau là:

Trong 80 gam NH₄NO₃ có 28 gam N

Trong 250 gam NH₄NO₃ có x gam N => x = (28.250/80) = 87,5g N 

Câu 14: Tính thành phần phần trăm (theo khối lượng) của các nguyên tố hóa học có mặt trong các hợp chất sau:

a) Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃

b) N₂O, NO, NO₂

Lời giải:

a) M_Fe(NO3)2 = 56 + 14.2 + 16.3.2 = 180

%Fe = 56/180 .100% = 31,11%

%N = 28/180 .100% = 15,56%

%O = 100% – 31,11% – 15,56% = 53,33%

M_Fe(NO3)3 = 56 + 14.2 + 16.3.3 = 228

%Fe = 56/228 .100% = 24,56%

%N = 28/228 .100% = 12,28%

%O = 100% – 24,56% – 12,28% = 63,16%

Câu 15: Một hợp chất có thành phần các nguyên tố theo khối lượng là: 40% Cu; 20% S và 40%O. Xác định công thức hóa học của chất đó. Biết hợp chất có khối lượng mol là 160g/mol.

Lời giải:

Trong 1 mol hợp chất (M = 160 gam/mol) thì:

m_Cu = 160.40% = 64 gam => n_Cu = 64:64 = 1mol

m_S = 160.20% = 32 gam => n_S = 32:32 = 1 mol

m_O = 160.40% = 64 gam => n_O = 64:16 = 4 mol

Vậy công thức của hợp chất là CuSO₄